(57)【要約】【課題】燃焼効率の低下による熱効率の悪化を防止する。【解決手段】低着火性燃料と高着火性燃料とを燃焼室８内で混合する第１の運転モードと、低着火性燃料と高着火性燃料を燃焼室８内の異なる空間に分けて分布させる第２の運転モードと、を有し、低着火性燃料の量が所定値を超えたときの負荷を境に、第１の運転モードと第２の運転モードを切り替える。これによって、第１の運転モードと第２の運転モードの最適な切り替え時期が設定され、熱効率の悪化を防止することができる。【選択図】図６
2010190042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着火性の異なる複数の燃料を負荷に応じた任意の比率で直接燃焼室に供給できる燃料供給手段を有し、理論混合比よりも希薄な混合気の圧縮自己着火燃焼により作動し、負荷の上昇に伴い着火性の低い燃料の比率が増加する制御を有する内燃機関において、
低着火性燃料と高着火性燃料とを燃焼室内で混合する第１の運転モードと、低着火性燃料と高着火性燃料を燃焼室内の異なる空間に分けて分布させる第２の運転モードと、を有し、
低着火性燃料の量が所定値を超えたときの負荷を境に、第１の運転モードと第２の運転モードを切り替えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記所定値は、上死点における燃焼室容積が大きくなるほど大きくなるよう設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の圧縮比を任意の圧縮比に変更可能な可変圧縮比機構を有し、前記所定値は、圧縮比が大きくなるほど小さくなるよう設定することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の圧縮比を任意の圧縮比に変更可能な可変圧縮比機構を有し、圧縮比の低下に伴い、前記第１の運転モードと前記第２の運転モードの切り替え負荷が高くなることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃焼室を画成するピストンは、ピストン冠面にキャビティを有するものであって、前記所定値は、前記キャビティの容積が大きいほど大きくなるよう設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記燃焼室を画成するピストンは、ピストン冠面にキャビティを有するものであって、前記所定値は、上死点における前記燃焼室の前記キャビティの外側の容積が大きくなるほど小さくなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
燃料性状を制御可能な燃料改質手段を有し、前記所定値は、該燃料改質手段によって生成された燃料の貯蔵量に応じて補正されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
改質燃料の貯蔵量が少なくなるほど、前記第１の運転モードと前記第２の運転モードの切り替え負荷が高くなることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
吸気圧力を任意に制御可能な吸気圧力変更手段を有し、低着火性燃料の量が前記所定値を超えたときの負荷になるまで、吸気圧力を固定もしくは低下させることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着火性の異なる複数の燃料を直接燃料室に供給可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、予混合圧縮自己着火方式の課題である高負荷運転時の燃焼音を抑制する技術として、オクタン価（ＲＯＮ）に代表される着火性の異なる２種類の燃料を用い、１気筒あたり２本の筒内直噴インジェクタを具備し、低着火性燃料と高着火性燃料を燃焼室内で重ならないように噴射し、燃焼室内に低着火性燃料領域と高着火性燃料領域を形成する技術が知られている。これによると、着火性の異なる２つの混合気領域が１サイクル中の着火時期に位相差を形成することによって急峻な燃焼を抑制可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３９９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献１においては、低着火性燃料の噴射量が少ない負荷においては、噴射量が少なすぎるために混合気が過度に希薄化し、燃焼効率の低下により熱効率が悪化するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明の内燃機関の制御装置は、低着火性燃料と高着火性燃料とを燃焼室内で混合する第１の運転モードと、低着火性燃料と高着火性燃料を燃焼室内の異なる空間に分けて分布させる第２の運転モードと、を有し、低着火性燃料の量が所定値を超えたときの負荷を境に、第１の運転モードと第２の運転モードを切り替えることを特徴としている。
【０００６】
第２の運転モードにおいて、低着火性燃料がλ（空気過剰率）＝２〜３の比較的均質な混合気形成が可能になるのに必要な燃料量が存在し、その燃料量になる負荷以下において第２の運転モードを実施した場合、混合気が過度に希薄化（λ＞３）し、未燃割合が増加するために熱効率が悪化することになる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の運転モードと第２の運転モードの最適な切り替え時期が設定され、熱効率の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成の一例を示した説明図。
【図２】本発明に適用される可変圧縮比機構の一例を模式的に示した説明図。
【図３】本発明に係る内燃機関の制御装置により実施される第１燃焼モードの様子を模式的に示した説明図。
【図４】本発明に係る内燃機関の制御装置により実施される第２燃焼モードの様子を模式的に示した説明図。
【図５】第２燃焼モード中の上死点位置の状態を模式的に示した説明図。
【図６】本発明に係る内燃機関の制御装置により実施される第１燃焼モードと第２燃焼モードの切り替え制御の一例を模式的に示した説明図。
【図７】低着火性燃料のオクタン価（ＲＯＮ）と第２燃焼モード実行負荷との相関を示す特性図。
【図８】低着火性燃料のタンク残量と第２燃焼モード実行負荷との相関を示す特性図。
【図９】改質燃料（低着火性燃料）の量が十分にある場合の制御の例を示したタイミングチャート。
【図１０】改質燃料（低着火性燃料）の量が不足する場合の制御の例を示したタイミングチャート。
【図１１】改質燃料（低着火性燃料）のオクタン価（ＲＯＮ）が十分高い場合の制御の例を示したタイミングチャート。
【図１２】改質燃料（低着火性燃料）のオクタン価（ＲＯＮ）が低い場合の制御の例を示したタイミングチャート。
【図１３】吸気圧一定で改質燃料（低着火性燃料）の量が十分にある場合の制御の例を示したタイミングチャート。
【図１４】吸気圧一定で改質燃料（低着火性燃料）の量が不足する場合の制御の例を示したタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成図である。
【００１０】
図１に示すように、内燃機関１には、第１コモンレール２、第１燃料噴射弁３及び第１燃料ポンプ４を構成要素とする第１コモンレール燃料噴射系と、第２コモンレール５、第２燃料噴射弁６及び第２燃料ポンプ７を構成要素とする第２コモンレール燃料噴射系と、が設けられている。第１燃料噴射弁３及び第２燃料噴射弁６は、燃焼室８に燃料を直接噴射するものであって、各コモンレール２、５内の設定燃料圧力を変更することにより、燃料噴射圧力をそれぞれ可変制御できるようになっている。また、燃焼室８を画成するピストン９は、ピストン冠面１０の中央にキャビティ１１が形成されている。尚、図１中の１２は、点火プラグである。
【００１１】
第１コモンレール燃料噴射系には、燃料タンク１５内の燃料が第１燃料ポンプ４により供給されている。一方、第２コモンレール燃料噴射系には、改質燃料タンク１６内の燃料が第２燃料ポンプ７により供給されている。改質燃料タンク１６内には、燃料タンク１５内の燃料とは異なる着火性の燃料が貯留されている。改質燃料タンク１６内の燃料は、燃料タンク１５内の燃料を燃料改質器４０（後述）により燃料タンク１５内の燃料とは異なる着火性の燃料に改質したものである。
【００１２】
尚、本実施形態において、燃料タンク１５内の燃料は市販の軽油であり、改質燃料タンク１６内の燃料は、軽油よりも高オクタン価に燃料性状が改質され、軽油に比べて低着火性の燃料が貯留されている。すなわち、本実施形態においては、第１燃料噴射弁３からは。高着火性（低オクタン価）の燃料が噴射され、第２燃料噴射弁６からは。低着火性（高オクタン価）の燃料が噴射される。
【００１３】
内燃機関１は、排気通路１８に設置され排気によって駆動されるタービン２１と、吸気通路１７に設置されタービン２１によって駆動されるコンプレッサ２２とを含む過給機２０を有している。本実施形態の過給機２０は、可変容量型の形式が採用されており、低速域においてはタービン２１に側に設けた可変ノズル（ベーン）２３を絞ってタービン効率を高め、高速域においてはこの可変ノズル２３を開いてタービン容量を拡大させることにより、広い運転領域で高い過給効果を得るものとなっている。
【００１４】
吸気通路１７には、過給機２０のコンプレッサ２２の上流側にエアフローメータ２５、エアクリーナ２６が配置され、下流側にインタークーラ２７、スロットル弁２８、スワールコントロール弁２９がそれぞれ介装されている。
【００１５】
排気通路１８には、内燃機関１とタービン２１との間から分岐して吸気通路１７に接続するＥＧＲ通路３１が設けられている。ＥＧＲ通路３１には、ＥＧＲ弁３２とＥＧＲクーラ３３が介装されている。ＥＧＲ弁３２は、例えば、ステップモータを用いた電子制御式のものであり、その開度に応じて吸気側に還流する排気の量、すなわち、内燃機関１に吸入されるＥＧＲ量を制御するものである。ＥＧＲクーラ３３は、排気通路から還流する排気ガスを冷却するものである。
【００１６】
排気通路１８には、タービン２１の下流側に酸化触媒３５、ＮＯｘトラップ触媒３６及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３７が順に設けられている。酸化触媒３５は、活性状態においてＨＣ、ＣＯを酸化処理するものである。ＮＯｘトラップ触媒３６は、リーン燃料時に排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）をトラップし、ストイキ燃焼時やリッチ燃焼時にトラップしていたＮＯｘを排気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いて還元浄化するものである。ＤＰＦ３７は排気中のＰＭ（微粒子状物質）を捕集するものであって、捕集したＰＭは排気温度を高温化する再生制御により燃焼処理される。
【００１７】
上述した燃料改質器４０は、触媒（白金系触媒等）と内燃機関１の排気熱を利用した燃料変換器であり、ｎ−パラフィンに代表される低オクタン価燃料を脱水素反応により、機関の高負荷運転に適する高オクタン価燃料へ変換する。燃料改質器４０には、第３燃料ポンプ４１及び燃料供給弁４２により燃料タンク１５内の燃料が供給されている。また、燃焼改質器４０には、その温度（改質温度）の検出のために、燃焼改質器温度センサ４３が設けられている。この燃料改質器４０で生成された改質ガスは、ガス圧縮器４４、凝集器４５を経て、改質燃料タンク１６に貯蔵される。改質燃料タンク１６に貯蔵された改質燃料の量は、燃料センサ４６によって検知されている。
【００１８】
各種状態を検出するセンサとして、吸入空気量を検出する前記エアフローメータ２５、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ５１、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ５２、冷却水温を検出する水温センサ５３、スロットル弁２８下流側における吸気圧力を検出する吸気圧センサ５４、スロットル弁２８下流側における吸気温度を検出する吸気温度センサ５５、酸化触媒３５入口の排気空燃比を検出する空燃比センサ５６、ＮＯｘトラップ触媒３６出口の排気空燃比を検出する空燃比センサ５７、ＤＰＦ３７入口の排気温度を検知する温度センサ５８、ＤＰＦ３７の入口と出口との圧力差を検出する差圧センサ５９、ＤＰＦ３７出口の排気温度を検知する温度センサ６０、前記燃焼改質器温度センサ４３、前記燃料センサ４６等が設けられ、これらのセンサ等からの検出信号はＣ／Ｕ（コントロールユニット）６５に入力されている。
【００１９】
このＣ／Ｕ６５は、ＣＰＵ及びその周辺装置からなるマイクロコンピュータにより構成されており、上述した各種センサからの検出信号に基づいて燃料噴射量、噴射時期を設定して各燃料噴射弁３、６の駆動を制御すると共に、スロットル弁２８、ＥＧＲ弁３２及びスワールコントロール弁２９の開度制御を行う。
【００２０】
また、本実施形態における内燃機関１は、複リンク式ピストン−クランク機構を利用して、上死点時の燃焼室容積を変更することで圧縮比を任意の圧縮比に変更可能な可変圧縮比機構を有している。
【００２１】
可変圧縮比機構は、図２に示すように、シリンダブロック７１のシリンダ７２内を摺動するピストン９にピストンピン７４を介して一端が連結されたアッパリンク７５と、このアッパリンク７５の他端に連結ピン７６を介して連結されるとともに、クランクシャフト７７のクランクピン７８に回転可能に連結されたロアリンク７９と、このロアリンク７９の自由度を制限するために該ロアリンク７９にさらに連結ピン８０を介して一端が連結され、かつ他端が内燃機関本体に揺動可能に支持されたコントロールリンク８１と、を備えており、上記コントロールリンク８１の揺動支持位置が制御軸８２の偏心カム部８３によって可変制御される構成となっている。
【００２２】
制御軸７２はクランクシャフト７７と平行に配置され、かつシリンダブロック７１に回転自在に支持されている。そして、この制御軸７２は、歯車機構８４を介して、電動モータからなるアクチュエータ８５によって回転方向に駆動され、その回転位置が制御されるようになっている。
【００２３】
上記構成の可変圧縮比機構では、上記制御軸１２の回転位置つまり偏心カム部１３の位置によってコントロールリンク１１下端の揺動支持位置が変化し、ロアリンク９の初期の姿勢が変わるため、これに伴ってピストン９の上死点位置、ひいては圧縮比が変化する。
【００２４】
内燃機関１は、図３に示すような第１燃焼モード（第１の運転モード）と、図４に示すような第２燃焼モード（第２の運転モード）と、を内燃機関１の負荷に応じて切り替えるようにしたものである。第１燃焼モードは、第１燃料噴射弁３から噴射される高着火性燃料と第２燃料噴射弁６から噴射される低着火性燃料とを燃焼室８内で混合する。第２燃焼モードは、低着火性燃料と高着火性燃料を燃焼室８内の異なる空間に分けて分布させるものであって、ピストン９のキャビティ１１上空の領域（低ＲＯＮ領域）に高着火性燃料（低ＲＯＮ燃料）を分布させ、燃焼室８内のキャビティ１１外側の領域（高ＲＯＮ領域）に低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）を分布させる。尚、燃焼室内に火花点火手段（図１の符号１２）を備え、第２燃焼モードを行う負荷範囲よりもさらに高い負荷範囲において、火花点火による燃焼を行うようにしても良い。
【００２５】
第１燃焼モードについて説明する。第１燃焼モードでは、自己着火時期が早すぎると急峻な燃焼になって音振が悪化する。また、着火時期が所定のＡＴＤＣより進角すれば音振だけでなく効率も悪化（冷却損失悪化）する。一方、自己着火時期が遅すぎると効率が悪化（排気損失増大）する。そこで、音振と効率を両立する熱発生特性（急峻でないこと）と時期（遅すぎず早すぎず）が得られるように、低負荷側では高着火性燃料（低ＲＯＮ燃料）を多く、高負荷側では低着火性燃料（高ＲＯＮ）を多くする。
【００２６】
また、負荷増大に応じ、燃料が増大し、λ（空気過剰率）がリッチ側に移行する（空気過剰率の値は小さくなる）。λがリッチになると自己着火時期が進角して音振悪化（ディーゼル（拡散燃焼）なら噴射時期を遅角させるところ、圧縮自己着火ではそれができない）する。オクタン価（ＲＯＮ）を高めて着火時期を遅角させることも考えられるが、着火時期を遅角しすぎると、上記の通りそもそも効率が悪化（排気損失増大）するので、第１燃焼モードではこれ以上の負荷で圧縮自己着火を続けられない限界に突き当たることになる。
【００２７】
次に第２燃焼モードについて説明する。第２燃焼モードでは、オクタン価（ＲＯＮ）違いの燃料で形成された混合気毎に着火時期がずれるため、燃焼が急峻になることを防ぐことができる。第２燃焼モードにおいて、低負荷側で低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）が少なくなってくると、低着火性燃料による混合気（高ＲＯＮ混合気）が余りに希薄化して燃焼が起き難くなる。すなわち、第２燃焼モードにおいては、低着火性燃料がλ＝２〜３の比較的均質な混合気形成が可能になるのに必要な燃料量が存在し、その燃料量になる負荷以下において第２燃焼モードを実施した場合、混合気が過度に希薄化（λ＞３）し、未燃割合が増加するために熱効率が悪化する。すると狙い通りの燃焼（急峻でない熱発生）が得られず、しかも未燃燃料はそのまま排出されてしまう。また、第２燃焼モードへの切り替え負荷が高すぎても燃焼騒音の抑制が困難になる。従って、低負荷側においては第２燃焼モードの成立限界が存在する。
【００２８】
そこで、本実施形態では、キャビティ１１の外側域の低着火性燃料による混合気（高ＲＯＮ混合気）が所定のλ（空気過剰率）より大きくなる負荷で、第２燃焼モードを止めることにした。すなわち、図５及び図６に示すように、この第１実施形態では、Ｘ・Ｖｓ＞Ｎなる条件を満たす場合に、第２燃焼モードを実施する。ここで、Ｘは補正係数、Ｖｓは上死点時における燃焼室８内のキャビティ１１外側の領域の体積、Ｎは第１燃焼モードと第２燃焼モードの切り替え負荷である。
【００２９】
換言すれば、低着火性燃料単独での混合気形成が可能な時期を燃焼室８形状によって決定し、その時期を第１燃焼モードと第２燃焼モードの最適な切り替え時期として設定することで熱効率の悪化を防止する。
【００３０】
また、負荷に応じて低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）の噴射量が決定されるので、切り替え負荷Ｎは、Ｖｓと低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）の噴射量と、によって決定されるということができる。つまり、この第１実施形態は、低着火性燃料の量が所定値を超えたときの負荷を境に、第１燃焼モードと第２燃焼モードを切り替える。
【００３１】
そのため、このような第１実施形態においては、熱効率の悪化を防止することができると共に、燃焼騒音の抑制を図ることができる。
【００３２】
また、第２燃焼モードにおいて、低着火性燃料がλ＝２〜３の比較的均質な混合気形成が可能になるのに必要な燃料量になる負荷は、燃焼室８の形状によって決定される。具体的には、上死点における燃焼室８の容積が大きくなるほど、低着火性燃料がλ＝２〜３の比較的均質な混合気形成が可能になるのに必要な燃料量は多くなる。すなわち、「低着火性燃料の量が所定値を超えたときの負荷」における「所定値」は、上死点における燃焼室８容積が大きくなるほど大きくなる。
【００３３】
また、可変圧縮比機構により、圧縮比が変更される場合、圧縮比が大きくなるほど上死点容積が小さくなるので、低着火性燃料がλ＝２〜３の比較的均質な混合気形成が可能になるのに必要な燃料量は少なくなる。すなわち、「低着火性燃料の量が所定値を超えたときの負荷」における「所定値」は、圧縮比が大きくなるほど小さくなる。換言すれば、圧縮比の低下に伴い、第１燃焼モードと第２燃焼モードの切り替え負荷が高くなる。
【００３４】
つまり、第２燃焼モードによって燃焼騒音を抑制したいが、第１燃焼モードと第２燃焼モードの切り替え負荷に到達していない条件では、圧縮比を下げることで、燃焼騒音を抑制する。
【００３５】
また、第２燃焼モードのように、低着火性燃料と高着火性燃料を燃焼室８内の異なる空間に分けて分布させる場合には、ピストン９のピストン冠面１０にキャビティ１１を設ける構成が有利である。すなわち、キャビティ１１を有するピストン９を用い、キャビティ１１の稜線（エッジ）の内側と外側とに異なる燃料を噴き入れることで、平らなピストン冠面による燃焼室に比べれば、オクタン価（ＲＯＮ）違い燃料による混合気の成層化がし易い。つまり、ピストン９にキャビティ１１を設けることで、低着火性燃料と高着火性燃料を燃焼室８内の異なる空間に分けて分布させやすくなる。
【００３６】
そして、「低着性火燃料の量が所定値を超えたときの負荷」における「所定値」は、ボア径を一定にして比較した場合、このキャビティ１１の容積が大きいほど大きくなるよう設定される。換言すれば、「低着性火燃料の量が所定値を超えたときの負荷」における「所定値」は、ボア径を一定として比較した場合、上死点における燃焼室８のキャビティ１１の外側の容積が大きくなるほど小さくなるよう設定される。
【００３７】
以下、本発明の他の実施形態について説明するが、以下の各図に示す負荷範囲においては、全範囲で圧縮自己着火燃焼を行うものとする。また、吸気量の調整は基本的に行われず、ディーゼルエンジンのように燃料噴射量で出力制御するものとする。従って、内燃機関１は、負荷増大に応じて燃料量（燃料噴射量）は増え、λ（空気過剰率）はリッチ側へと変化する。
【００３８】
図７及び図８に示すように、第１燃焼モードと第２燃焼モードを切り替える負荷は、燃料改質器４０によって得られた改質燃料（低着火性燃料）のオクタン価（ＲＯＮ）あるいは燃料量に応じて変化させるようにしてもよい。
【００３９】
燃料改質器４０で行う燃料改質は吸熱反応（例えば脱水素反応）の為、燃料改質器４０は排気と熱交換するよう構成されている（平衡論的には高温・低圧の方が有利）。そのため、例えば負荷によって排気温度が変化するため、得られる改質燃料のオクタン価（ＲＯＮ）と燃料量は、負荷に応じて変わる。
【００４０】
そこで、図７に示すように、燃料改質器４０によって得られた改質燃料（低着火性燃料）のオクタン価（ＲＯＮ）が高くなるほど、第２燃焼モードの実行負荷（切り替え負荷）を小さくするようにしてもよい。また、図８に示すように、燃料改質器４０によって得られた改質燃料（低着火性燃料）の残量（改質燃料タンク１６の残量）が多くなるほど、第２燃焼モードの実行負荷（切り替え負荷）を小さくするようにしてもよい。
【００４１】
また、図９及び図１０に示すように、燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）の量に応じて、燃焼モードを制御するようにしてもよい。図９及び図１０は、燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）の量が十分にある場合と、不足する場合の制御の例をそれぞれ示したタイミングチャートである。
【００４２】
燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）の量が十分にある場合には、図９に示すように、所定の切り替え負荷で第１燃焼モードと第２燃焼モードの切り替えを実施する。
【００４３】
一方、燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）におけるオクタン価（ＲＯＮ）は十分であるもののその量が十分に無いような場合には、図１０に示すように制御する。すなわち、低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）を節約するため、負荷が増大しても低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）の燃料噴射量をあまり増やさないようにして（この実施例では結果的に平均オクタン価は殆ど変化しない）、負荷増大には高着火性燃料（低ＲＯＮ燃料）の増加で対応する。一方、低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）による急峻燃焼緩和が十分に行われなくなることに対しては、過給を停止することで対応する。尚、本実施形態は、第１燃焼モードにおいて負荷の上昇に伴い過給を行っていることが前提である。過給を停止したことによる出力の減少は、燃料量の増大で対応する。高着火性燃料（低ＲＯＮ燃料）の噴射期間及び総燃料量のステップ的増加がこれを示す。過給停止による急峻燃料緩和の効果が食い潰された時点で、均質での圧縮自己着火の限界に突き当たる。
【００４４】
そして、図１１及び図１２に示すように、燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）のオクタン価（ＲＯＮ）に応じて、燃焼モードを制御するようにしてもよい。図１１及び図１２は、燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）のオクタン価（ＲＯＮ）が十分高い場合と、オクタン価（ＲＯＮ）が低い場合の制御の例をそれぞれ示したタイミングチャートである。
【００４５】
燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）のオクタン価（ＲＯＮ）が十分に高い場合には、図１１に示すように、所定の切り替え負荷で第１燃焼モードと第２燃焼モードの切り替えを実施する。
【００４６】
一方、燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）におけるオクタン価（ＲＯＮ）が低い場合には、図１２に示すように制御する。すなわち、低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）を増やしても平均ＲＯＮを十分高くすることができないので過給を弱めることで対応する。過給を弱めたことによる急峻燃焼緩和の効果が得られる範囲で、平均オクタン価はそれほど高める必要がなくなるので、この実施例では結果的に低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）の量は図１１よりも減らしている。過給を弱めた分は燃料が増加しており、その分効率は悪化する。
【００４７】
図１３及び図１４は、燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）の量に応じて燃焼モードを制御する際に、過給ではなく排気還流で調整する場合を示すタイミングチャートである。すなわち、図１３及び図１４は、吸気圧一定で燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）の量が十分にある場合と、不足する場合の制御の例をそれぞれ示したタイミングチャートである。
【００４８】
燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）の量が十分にある場合には、図１３に示すように、所定の切り替え負荷で第１燃焼モードと第２燃焼モードの切り替えを実施する。
【００４９】
一方、燃料改質器４０で生成された改質燃料（低着火性燃料）におけるオクタン価（ＲＯＮ）は十分であるもののその量が十分に無いような場合には、図１４に示すように、低着火性燃料（高ＲＯＮ燃料）を増やしても平均ＲＯＮを十分高くすることができないのでＥＧＲ率を高めることで対応する。一旦ステップ的に高くさせたＥＧＲ率は、負荷の上昇に伴って徐々に低下させる。
【００５０】
ＲＧＲ率を高めることで、着火遅れを増大させ、熱発生重心を遅角して音振を低減する。尚、熱力学的ＭＢＴ（最適点火時期）をとれないので図示効率は低下する。
【００５１】
尚、上述した実施形態においては、内燃機関１が燃料改質器４０を備えていたが、例えば、上述した改質燃料タンク１６に、外部からガソリンを給油できるように構成すれば、上述の燃料改質器４０及び凝集器４５等は、省略可能である。
【００５２】
上述した実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００５３】
（１）  内燃機関の制御装置は、着火性の異なる複数の燃料を負荷に応じた任意の比率で直接燃焼室に供給できる燃料供給手段を有し、理論混合比よりも希薄な混合気の圧縮自己着火燃焼により作動し、負荷の上昇に伴い着火性の低い燃料の比率が増加する制御を有する内燃機関において、低着火性燃料と高着火性燃料とを燃焼室内で混合する第１の運転モードと、低着火性燃料と高着火性燃料を燃焼室内の異なる空間に分けて分布させる第２の運転モードと、を有し、低着火性燃料の量が所定値を超えたときの負荷を境に、第１の運転モードと第２の運転モードを切り替える。第２の運転モードにおいて、低着火性燃料がλ＝２〜３の比較的均質な混合気形成が可能になるのに必要な燃料量が存在し、その燃料量になる負荷以下において第２の運転モードを実施した場合、混合気が過度に希薄化（λ＞３）し、未燃割合が増加するために熱効率が悪化する。また、第２の運転モードへの切り替え負荷が高すぎても燃焼騒音の抑制が困難になる。これによって、第１の運転モードと第２の運転モードの最適な切り替え時期が設定され、熱効率の悪化を防止することができると共に、燃焼騒音の抑制を図ることができる。
【００５４】
（２）  前記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、前記所定値は、上死点における燃焼室容積が大きくなるほど大きくなるよう設定する。第２の運転モードにおいて、低着火性燃料がλ＝２〜３の比較的均質な混合気形成が可能になるのに必要な燃料量が存在し、その燃料量になる負荷は燃焼室形状によって決定される。
【００５５】
（３）  前記（１）または（２）に記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の圧縮比を任意の圧縮比に変更可能な可変圧縮比機構を有し、前記所定値は、圧縮比が大きくなるほど小さくなるよう設定する。
【００５６】
（４）  前記（１）または（２）に記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の圧縮比を任意の圧縮比に変更可能な可変圧縮比機構を有し、圧縮比の低下に伴い、前記第１の運転モードと前記第２の運転モードの切り替え負荷が高くなる。第２の運転モードによって燃焼騒音を抑制したいが、前記第１の運転モードと前記第２の運転モードの切り替え負荷に到達していない条件では、圧縮比を下げることで、燃焼騒音を抑制する。
【００５７】
（５）  前記（１）〜（４）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記燃焼室を画成するピストンは、ピストン冠面にキャビティを有するものであって、前記所定値は、前記キャビティの容積が大きいほど大きくなるよう設定する。ピストン冠面にキャビティが形成されているので、低着火性燃料と高着火性燃料を燃焼室内の異なる空間に分けて分布させることが容易となる。
【００５８】
（６）  前記（１）〜（４）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記燃焼室を画成するピストンは、ピストン冠面にキャビティを有するものであって、前記所定値は、上死点における前記燃焼室の前記キャビティの外側の容積が大きくなるほど小さくなる。
【００５９】
（７）  前記（１）〜（６）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、燃料性状を制御可能な燃料改質手段を有し、前記所定値は、該燃料改質手段によって生成された燃料の貯蔵量に応じて補正される。
【００６０】
（８）  前記（７）に記載の内燃機関の制御装置において、改質燃料の貯蔵量が少なくなるほど、前記第１の運転モードと前記第２の運転モードの切り替え負荷が高くなる。
【００６１】
（９）  前記（１）〜（８）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、吸気圧力を任意に制御可能な吸気圧力変更手段を有し、低着火性燃料の量が前記所定値を超えたときの負荷になるまで、吸気圧力を固定もしくは低下させる。第２の運転モードによって燃焼騒音を抑制したいが、切り替え負荷に到達していない条件では、吸気圧力を低下もしくは固定することで、燃焼騒音を抑制する。
【符号の説明】
【００６２】
８…燃焼室
９…ピストン
１０…ピストン冠面
１１…キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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